dcf退避算法改進

組織結(jié)構(gòu)DCF定義、原理及性能分析現(xiàn)存問題及算法改進實驗仿真及數(shù)據(jù)分析總結(jié)DCF定義DCF

(分布式協(xié)調(diào)功能)是IEEE802.11最基本的 方法，只提供異步數(shù)據(jù)服務(wù)，其 是CSMA/CA。DCF原理兩次握手。當(dāng)接收方正確地接收幀后發(fā)送ACK，發(fā)送方收到確認幀即該幀成功發(fā)送。先偵聽，再發(fā)包。必須等到當(dāng)前信道為空閑，而且在一個持續(xù)的DIFS(DCF的幀時間)的時間段內(nèi)都是空閑的，隨后源站啟用退避機制，退避完成后再發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂朴嫊r器。退避時間段內(nèi)，如果偵聽到信道忙便凍結(jié)計時器；空閑時恢復(fù)計時器。DCF原理退避機制時間計算公式：Backoff

Time

=

INT(CW

×

Random())

×Slot

Time(δ)式中，INT表示取整。CW是競爭窗口參數(shù)，取值為CWmin到CWmax之間的一個整數(shù)；在初始化時，CW值為

CWmin；SlotTime為一個時隙。DCF原理舉例：節(jié)點A與節(jié)點B退避時隙搶占信道情況原始DCF協(xié)議性能分析（1）（2）原始DCF協(xié)議存在的問題考慮一個過程：當(dāng)一個節(jié)點發(fā)包成功之后進入大小為CW_min的回退窗口固定的值不能自適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀況，飽和吞吐量無法達到最優(yōu)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞？DCF退避算法改進相關(guān)工作（1）系通過建模分分析退避窗力圖達到鏈通過網(wǎng)絡(luò)碰撞時 網(wǎng)絡(luò)空閑時段平衡的思想推導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化吞吐量DCF退避算法改進相關(guān)工作（2）MIMD算法MIMLD算法不能完全適應(yīng)信道的情況來調(diào)整；CW_basic取值難點；解決方案思想：根據(jù)信道當(dāng)前的擁塞情況來調(diào)整回退窗口的取值。信道占用計數(shù)器

C_occupied,避退時隙數(shù)

C_backoff計算方法：λ

=

C_occupied

/

(C_backoff

+1)

;delt

=

(1

-

λ)

(CW

-

CW_min)

;CW_new

=

CW

-

(int)delt;算法描述實驗仿真仿真具有便宜、迅速的優(yōu)勢。本文采用 仿真的方式來驗證改進算法的有效性。本次實驗采用Berkeley大學(xué)的NS仿真工具進行網(wǎng)絡(luò)仿真。NS仿真工具一個面 象的、離散事件驅(qū)動的仿真

。支持數(shù)據(jù)鏈路層以上（含）的以包為單位的仿真，可以仿真有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)。支持對仿真模塊的構(gòu)造，能夠仿真協(xié)議間復(fù)雜依賴關(guān)系，特別適合TCP/IP協(xié)議的仿真。實現(xiàn)NS要用C++和Otcl兩種編程語言。NS仿真中所使用參數(shù)DCF改進算法的仿真實現(xiàn)增加兩個整型變量：Co_slots和Cb_slots。修改三個函數(shù)：inline

void

rst_cw()、BackoffTimer::start(int

cw,int

idle)、BackoffTimer::pause()。對源程序的改動很小，完全保持了原有的類繼承關(guān)系和對外接口。修改點：class

Mac802_11的數(shù)據(jù)成員public:

//增加兩個數(shù)據(jù)成員變量int

Co_slots; //

退避時掛起的次數(shù)int

Cb_slots;

//退避時的總時隙個數(shù)修改點：class

Mac802_11內(nèi)聯(lián)成員函數(shù)inline

void

rst_cw()inline

void

rst_cw(){cw_

=

cw_

-

(int)(1

-

Co_slots

*

1.0

/

(Cb_slots+1))*(cw_

-phymib_.getCWMin());}DCF改進算法的仿真實現(xiàn)DCF改進算法的仿真實現(xiàn)修改點：class

BackoffTimer成員函數(shù)BackoffTimer::start(int

cw,

int

idle)mac->Co_slots

=

0;mac->Cb_slots=(Random::random()%cw);//增加初始化操作rtime

=

mac->Cb_slots

*

mac->phymib_.getSlotTime();//修改了避退時間修改點：class

BackoffTimer成員函數(shù)BackoffTimer::pause()mac->Co_slots++;//增加“信道占用計數(shù)器”Co_slots

的遞增操作仿真假設(shè)假設(shè)所有站點都可達，不考慮隱藏終端和 終端的問題。保守認為只要發(fā)生碰撞就意味著發(fā)送失敗。每臺主機總是有分組待發(fā)，即主機工作在飽和狀態(tài)下。幀丟失只是因為碰撞和超時引起的，緩存區(qū)足夠大，不會由于緩沖區(qū)不足引起。仿真模型N個節(jié)點的仿真拓撲